1、摘要本次課程設(shè)計是用BOSON軟件實現(xiàn)小型互連網(wǎng)的綜合設(shè)計。隨著信息時代的到來，校園網(wǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育背景下的必要基礎(chǔ)設(shè)施，成為學(xué)校提高水平的重要途徑。通過查閱資料，了解了一個成熟的校園網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法，并且設(shè)計了一個小型互連網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)包含局域網(wǎng)（LAN），廣域網(wǎng)（WAN），設(shè)置了虛擬局域網(wǎng)（VLAN），路由選擇協(xié)議可選擇RIP或者靜態(tài)路由選擇方式，最終實現(xiàn)了網(wǎng)間設(shè)備的互通與隔離。具體操作為利用Boson Netsim繪制網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，在繪制完實驗拓撲圖后，將其保存并裝入軟件中開始實驗配置。 關(guān)鍵詞：小型互連網(wǎng)絡(luò) 虛擬局域網(wǎng) RIP Boson Netsim 目錄1課程設(shè)計目的12課程設(shè)計要求1

2、3軟、硬件環(huán)境14網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃案例35小型互連網(wǎng)及VLAN的設(shè)計85.1小型互連網(wǎng)的設(shè)計8拓撲圖的設(shè)計8設(shè)備選擇9劃分網(wǎng)段及IP地址規(guī)劃9設(shè)備配置95.1.5 測試結(jié)果175.2 VLAN的設(shè)計21拓撲圖的設(shè)計21設(shè)備選擇215.2.3 IP地址及VLAN規(guī)劃21設(shè)備配置216心得體會257參考文獻261課程設(shè)計目的本課程設(shè)計是用BOSON軟件實現(xiàn)小型互連網(wǎng)的綜合設(shè)計，實現(xiàn)不同局域網(wǎng)之間的互連以及局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)的互連。學(xué)習(xí)并熟悉BOSON軟件的一般操作和運用，在加深對計算機網(wǎng)絡(luò)課本知識的理解的基礎(chǔ)上，學(xué)會運用已學(xué)的知識設(shè)計一個小型互連網(wǎng)絡(luò)并對其進行分析，并且進一步理解互連網(wǎng)的基本組成、VLAN的

3、基本原理及劃分等相關(guān)知識。利用BOSON Netsim對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行相關(guān)配置并測試。2課程設(shè)計要求1查閱資料，根據(jù)用戶需求，掌握小型互連網(wǎng)的設(shè)計方法；2熟練掌握CISCO路由器、交換機及PC及機的基本配置命令；3用掌握的CISCO基本配置命令調(diào)試通整個網(wǎng)絡(luò)。（至少要有兩個LAN一個WAN，網(wǎng)間設(shè)備之間能互通）；4WAN 的路由選擇：（1）靜態(tài)路由 （2）要有默認路由（3）動態(tài)路由（RIP路由）5VLAN設(shè)置3 軟、硬件環(huán)境1. 硬件環(huán)境Microsoft Windows，是美國微軟公司研發(fā)的一套操作系統(tǒng)，它問世于1985年，起初僅僅是Microsoft-DOS模擬環(huán)境，后續(xù)的系統(tǒng)版本由于微軟不

4、斷的更新升級，不但易用，也慢慢的成為家家戶戶人們最喜愛的操作系統(tǒng)。Windows采用了圖形化模式GUI，比起從前的DOS需要鍵入指令使用的方式更為人性化。隨著電腦硬件和軟件的不斷升級，微軟的Windows也在不斷升級，從架構(gòu)的16位、32位再到64位，甚至128位，系統(tǒng)版本從最初的Windows 1.0 到大家熟知的Windows 95、Windows 98、Windows ME、Windows 2000、Windows 2003、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1、Windows 10（預(yù)覽版）和 Windows

5、Server服務(wù)器企業(yè)級操作系統(tǒng)，不斷持續(xù)更新，微軟一直在致力于Windows操作系統(tǒng)的開發(fā)和完善。2. 軟件環(huán)境Boson NetSim是推薦的網(wǎng)絡(luò)虛擬軟件，可以模擬路由器和部分交換機，而且是它最先提出自定義網(wǎng)絡(luò)拓撲的功能，大多數(shù)人都使用Boson來練手CCNA和CCNP的。Boson算得上是目前最流行的，操作最接近真實環(huán)境的模擬工具?？梢院敛豢鋸埖卣f，它就是真實設(shè)備的縮影。與真實實驗相比，使用它省去了我們制作網(wǎng)線連接設(shè)備，頻繁變換CONSOLE線，不停地往返于設(shè)備之間的環(huán)節(jié)。同時，它的命令也和最新的Cisco的IOS保持一致，它可以模擬出Cisco的中端產(chǎn)品35系列交換機和45系列路由器。

6、它還具備一項非常強大的功能，那就是自定義網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及連接。通過Boson我們可以隨意構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，PC、交換機、路由器都可被模擬出來，而且它還能模擬出多種連接方式(如PSTN、ISDN、PPP等)。圖3.1 boson netsim軟件界面圖3.1的界面中，左側(cè)為軟件自帶的拓撲圖的配置及說明，右側(cè)為lab創(chuàng)建界面，將繪制好的拓撲圖裝入lab中后可以對各個設(shè)備進行配置測試。通過點擊NetMap可進入繪圖界面，如圖3.2所示。圖3.2 繪圖區(qū)4網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃1.選擇合適的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前常用的主干網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)有100Mbps的快速以太網(wǎng)，100Mbps的FDDI和155/622Mbps的ATM網(wǎng)絡(luò)，千兆以太網(wǎng)等

7、。在充分考慮建設(shè)原則，滿足應(yīng)用需要和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢三個方面的問題后，我們選擇了千兆位以太網(wǎng)Gigabit Ethernet，理由是： 以低廉的價格提供高帶寬。本系統(tǒng)對骨干網(wǎng)的帶寬要求十分嚴格，而千兆位以太網(wǎng)提供10倍于快速以太網(wǎng)的性能而價格遠遠低于其10倍，與ATM相比，其價格則遠遠低于622Mbps ATM。 良好的兼容性和管理的簡單性。千兆位以太網(wǎng)保留802.3以太網(wǎng)幀格式以及802.3的對象規(guī)格，從而能夠從原有設(shè)施（如Windows NT和Novell局域網(wǎng)等）平滑地升級至千兆性能，現(xiàn)有的線纜、操作系統(tǒng)、協(xié)議、桌面應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理策略與工具都得以保留。相反，ATM必須使用局域網(wǎng)仿

8、真才能與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施兼容，與其使用仿真的以太網(wǎng)，不如使用真正的以太網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理的技術(shù)要求上，千兆以太網(wǎng)比ATM要簡單得多。 支持千兆以太網(wǎng)的第3/4層交換機的出現(xiàn)。這大大地增強了千兆以太網(wǎng)在園區(qū)的地位，原來認為的以太網(wǎng)的一些不足，如對多媒體應(yīng)用的支持、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和多鏈路負載分享、基于標準的虛擬網(wǎng)等，已被新的技術(shù)和標準所解決?？紤]到校園網(wǎng)應(yīng)用的特殊性，隨著應(yīng)用的發(fā)展，普通數(shù)據(jù)的傳輸量將會大量增加；視頻的應(yīng)用將會迅速發(fā)展，如采用VOD方式的視頻教學(xué)、交互式的視頻會議等。 綜上所述，本方案主要選擇千兆以太網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)建用戶的需求，對二層結(jié)點和桌面微機的接入也采用快速以太網(wǎng)，建立一個基于

9、多層、全交換的虛擬園區(qū)網(wǎng)。2.選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主干網(wǎng)設(shè)計采用星、環(huán)型相結(jié)合的拓撲結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)匯接各子網(wǎng)，形成中心交換，中心節(jié)點與各個二級節(jié)點分別通過光纖相連，各二級節(jié)點互聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)環(huán)構(gòu)成校園網(wǎng)主干信息通道。中心節(jié)點選用高性能交換機，放置在網(wǎng)絡(luò)中心內(nèi)。流量按層次劃分，跨越工作組網(wǎng)段的流量匯接到子網(wǎng)，跨越子網(wǎng)的流量匯接到主干；子網(wǎng)通過三層交換機連接到主干網(wǎng)，各個二級節(jié)點均為匯聚層交換機，分別置于教學(xué)樓、辦公大樓、圖書館及網(wǎng)絡(luò)中心。中心節(jié)點與各個二級交換機采用單模室外光纖，通過電纜溝地埋走線進行連接，傳輸速率1000Mbps。同在一樓內(nèi)各子網(wǎng)的工作組交換機通過5類UTP與本樓內(nèi)的二級交換機連接

10、，每個子網(wǎng)按部門劃分成多個工作組網(wǎng)，桌面機連接到基層網(wǎng)段上，服務(wù)器、工作站連接到高層網(wǎng)段，主干網(wǎng)上不直接入用戶網(wǎng)絡(luò)，教師家中的微機及遠程用戶可通過VPN進入校園網(wǎng)。中心節(jié)點通過光纖與CERNET和Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高速接入。網(wǎng)絡(luò)中心建有各類服務(wù)器提供整個網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，部分服務(wù)器通過光纖直接與中心節(jié)點的核心交換機連接實現(xiàn)高速服務(wù)響應(yīng)和集中控制和管理。從而全面提供Web、VOD、DNS、媒體制作、CAI、MIS、Ilas、Email、AntiVirus、IDS、Firewall、Disc mirror、SAN磁盤陣列、計費、網(wǎng)管服務(wù)器、FTP等功能。在網(wǎng)絡(luò)出口和關(guān)鍵子網(wǎng)可設(shè)立防火墻和入侵偵測，

11、防止來自內(nèi)部或外部的惡意攻擊。對學(xué)校各辦公室和教室、各大樓實施結(jié)構(gòu)化布線。樓宇之間主干采用室外光纖，水平布線采用五類雙絞線UTP，而設(shè)備間選用理線架、光纖配線架及標準機柜。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的內(nèi)容：（1）基礎(chǔ)平臺 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺是提供計算機網(wǎng)絡(luò)通信的物理基礎(chǔ)。對于學(xué)校而言，應(yīng)包括骨干光纜鋪設(shè)、樓內(nèi)綜合布線系統(tǒng)以及撥號線路的申請與提供。綜合布線是信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。它主要針對建筑的計算機與通信的需求而設(shè)計的，具體是指在建筑物內(nèi)和在各個建筑物之間布設(shè)的物理介質(zhì)傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過這個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)不同類型的信息傳輸。（2）網(wǎng)絡(luò)平臺 在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺的基礎(chǔ)上，建設(shè)支撐校園網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠嬎銠C網(wǎng)絡(luò)，這是學(xué)校校園網(wǎng)建設(shè)的核心。網(wǎng)絡(luò)

12、平臺應(yīng)當提供擴展、易于管理、可靠性高、性價比好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（3）INTERNET/INTRANET基礎(chǔ)環(huán)境 TCP/IP已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)技術(shù)，而基于TCP/IP的 INTERNET/INTRANET技術(shù)成為校園網(wǎng)應(yīng)用的標準模式，采用這種模式可以為未來應(yīng)用的可擴展性和可移植性奠定基礎(chǔ)。INTERNET/INTRANET基礎(chǔ)環(huán)境要提供基于TCP/IP的整個數(shù)據(jù)交換的邏輯支撐，它的好壞直接影響到管理、使用的方便性以及擴展的可行性。（4）應(yīng)用信息平臺 為整個校園網(wǎng)提供統(tǒng)一簡便的開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境、信息交互和搜索平臺。（5）專有應(yīng)用系統(tǒng) 包括多媒體教學(xué)、辦公自動化、VOD視頻點播、課件制作管理、圖

13、書館系統(tǒng)等。3.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的考慮（server、client）系統(tǒng)軟件在整個軟件架構(gòu)中處于最底層，直接與各種類型的硬件設(shè)備交互，主要作用是有效地支配和管理系統(tǒng)中的各種硬件資源。系統(tǒng)軟件的選擇，從理論上講，可以采用Unix，Linux，Windwos或NetWare。但是系統(tǒng)軟件的選擇又是跟硬件平臺的選擇緊密關(guān)聯(lián)的。如果硬件平臺采用的是IBM公司的小型機，則操作系統(tǒng)十有八九就是采用IBM的AIX；如果硬件平臺采用HP的Unix服務(wù)器，則一般采用HP-UIX。對于PC服務(wù)器，操作系統(tǒng)可以采用微軟的Windows系列、Linux系統(tǒng)或Sun公司的Solaris86。經(jīng)比較，決定服務(wù)器采用微軟Win

14、dows2000Server。工作站的系統(tǒng)最好采用Windows2000 Professional或WindowsNT Workstation，安全性比Windows98好一些。此外，與微軟操作系統(tǒng)平臺配合，選用MicrosoftSQL Server2000 作為數(shù)據(jù)庫平臺軟件。4.完整拓撲圖圖4.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖5.選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 表4.1 設(shè)備選擇序號名稱品牌單位數(shù)量備注1路由器Cisco3640個12三層交換機Cisco WS-C3560E-24PD-E個13二層交換機CISCO SRW224G4P個144硬件防火墻個15超五類UTP雙絞線箱10062M原裝跳線條1073M原裝跳線條108施

15、工輔料套1盡量選取同一廠家的設(shè)備，這樣在設(shè)備可連性、技術(shù)支持、價格等因素等各方面有優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)中，主干設(shè)備選擇應(yīng)預(yù)留一定的能力，以便于將來擴展；而低端設(shè)備則夠用既可，因低端設(shè)備更新較快，易于擴展。選擇的設(shè)備要滿足用戶的需要，主要是要符合整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的要求以及實際端口數(shù)的要求。選擇名牌設(shè)備廠商，以獲得性能價格比較更優(yōu)的設(shè)備以及更好的售后保證。6.IP地址規(guī)劃IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分是由IANA（Internet地址分配機構(gòu)）統(tǒng)一分配的，而主機位IP地址是由得到網(wǎng)絡(luò)地址的機構(gòu)或組織自行分配。IP地址的獲得：有兩種方式，一種是靜態(tài)方式，一種是動態(tài)方式。 學(xué)校從組建校園網(wǎng)以來一直采用用戶

16、靜態(tài)IP地址分配。在交換機上采用VLAN（Virtual LAN,虛擬局域網(wǎng)）技術(shù)解決廣播帶來的不良影響。我們學(xué)校劃分VLAN的方式是基于接口來劃分VLAN。交換機通過接口和客戶端相接，只要通過配置命令將交換機的接口分給不同的VLAN，就相當于把這些客戶端劃分到了不同的廣播域。   無論是局域網(wǎng)，還是廣域網(wǎng)中的計算機之間的通信，最終都表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)包從某種形式的鏈路上的初始節(jié)點出發(fā)，從一個節(jié)點傳遞到另一個節(jié)點，最終傳送到目的節(jié)點。數(shù)據(jù)包在這些節(jié)點之間的移動都是由ARP負責(zé)將IP地址映射到MAC地址上來完成的。數(shù)據(jù)包在傳送過程中會不斷詢問相鄰節(jié)點的MAC地址

17、。交換機、端口、IP地址 三者的綁定。為了防止IP地址被盜用，就通過簡單的交換機端口綁定（端口的MAC表使用靜態(tài)表項），可以在每個交換機端口只連接一臺主機的情況下防止修改MAC地址的盜用。第一種方法：如果是可網(wǎng)管交換機還可以提供：交換機、端口、IP地址三者的綁定，一般綁定MAC地址都是在交換機和路由器上配置的。通過這些設(shè)置，可以將局域網(wǎng)中的IP地址和MAC地址綁定，任何人在終端上任意更改IP地址，都不能使其登陸互連網(wǎng)，這樣就便于網(wǎng)絡(luò)管理員更好的維護整個網(wǎng)絡(luò)的正常、安全的運行。5小型互連網(wǎng)及VLAN的設(shè)計5.1小型互連網(wǎng)的設(shè)計5.1.1拓撲圖的設(shè)計圖5.1 拓撲圖5.1.2設(shè)備選擇表5

18、.1 設(shè)備選擇設(shè)備設(shè)備型號Router1Cisco1605路由器Router2Cisco1605路由器Router3Cisco806路由器Router4Cisco805路由器Switch1Cisco2950交換機Switch2Cisco2950交換機Switch3Cisco2950交換機Switch4Cisco2950交換機5.1.3劃分網(wǎng)段及IP地址規(guī)劃1.網(wǎng)段表5.2 網(wǎng)段類型網(wǎng)段默認網(wǎng)關(guān)LAN1LAN2LAN3WAN1WAN22WAN32.IP地址表5.3 IP地址主機IP地址默認網(wǎng)關(guān)PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7設(shè)備配置1.路由器配置 1）R1動態(tài)路由選擇配置 2）R2動態(tài)

19、路由選擇配置 3）R3動態(tài)路由選擇配置 4）R4動態(tài)路由選擇配置若采用靜態(tài)路由選擇方式，則路由器配置路由選擇時需改為下述命令：靜態(tài)路由選擇配置 1）R1 2）R2 3）R3 4）R42.交換機配置1）Switch12）Switch23）Switch33.PC機配置1）PC12）PC23）PC34）PC45）PC56）PC67）PC75.1.5 測試結(jié)果1）RIP路由表2）靜態(tài)路由選擇的路由表 3）路由器R1到其他路由器的連通性4）PC1到PC3、PC1到R4的連通性5）PC5到PC1的連通性6）PC7到PC1、PC7到PC3的連通性 由測試結(jié)果得知網(wǎng)絡(luò)是連通的。5.2 VLAN的設(shè)計5.2.1

20、拓撲圖的設(shè)計圖5.2 vlan拓撲圖5.2.2設(shè)備選擇表5.1 設(shè)備選擇設(shè)備設(shè)備型號Switch1Cisco2950交換機Switch2Cisco2950交換機5.2.3 IP地址及VLAN規(guī)劃表5.2 IP地址VLAN號VLAN名稱網(wǎng)段默認網(wǎng)關(guān)10VLAN120VLAN220VLAN35.2.4設(shè)備配置1.交換機配置 1）Switch1VLAN劃分 2）Switch2VLAN劃分本設(shè)計劃分了三個VLAN，分別為VLAN1、VLAN2和VLAN3。其中PC1、PC2和PC4在VLAN1中，PC3在VLAN2中，PC6在VLAN3中。2.PC機配置1）PC1 2）PC2 3）PC3 4）PC4

21、5）PC55.2.5 測試結(jié)果 1）PC1到PC2的連通性PC1和PC2在同一個虛擬局域網(wǎng)VLAN1中，故兩者連通。 2）PC1到PC3的連通性PC1屬于VLAN1，PC3屬于VLAN2，兩者不連通。 3）PC1到PC4的連通性PC1和PC4在同一個虛擬局域網(wǎng)VLAN1中，故兩者連通。 4）PC1到PC5的連通性PC1屬于VLAN1，PC5屬于VLAN3，兩者不連通。 5）PC3到PC5的連通性 PC3屬于VLAN2，PC5屬于VLAN3，兩者不連通。由以上測試結(jié)果得出：同一個VLAN下的主機可以通信，否則不可以通信。6心得體會本次課程設(shè)計我通過查閱網(wǎng)上資料了解了一個成熟的小型網(wǎng)絡(luò)是如何構(gòu)建的，需要從合適的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、合理的拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇以及IP地址劃分等各個方面進行考慮，才能設(shè)計出實用的網(wǎng)絡(luò)。建立在此基礎(chǔ)上